Java日记2018-07-06

Redis 是速度非常快的非关系型（NoSQL）内存键值数据库，可以存储键和五种不同类型的值之间的映射。

键的类型只能为字符串，值支持的五种类型数据类型为：字符串、列表、集合、有序集合、散列表。

Redis 支持很多特性，例如将内存中的数据持久化到硬盘中，使用复制来扩展读性能，使用分片来扩展写性能

一 字典

以下是 Redis 字典的主要数据结构，从上往下分析，一个 dict 有两个 dictht，一个 dictht 有一个 dictEntry 数组，每个 dictEntry 有 next 指针因此是一个链表结构。从上面的分析可以看出 Redis 的字典是一个基于拉链法解决冲突的哈希表结构。

typedef struct dict {
    dictType *type;
    void *privdata;
    dictht ht[2];
    long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
    unsigned long iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
/* This is our hash table structure. Every dictionary has two of this as we
 * implement incremental rehashing, for the old to the new table. */
typedef struct dictht {
    dictEntry **table;
    unsigned long size;
    unsigned long sizemask;
    unsigned long used;
} dictht;
typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

二 使用场景

计数器

可以对 String 进行自增自减运算，从而实现计数器功能。

例如对于网站访问量，如果使用 MySQL 数据库进行存储，那么每访问一次网站就要对磁盘进行读写操作。而对 Redis 这种内存型数据库的读写性能非常高，很适合存储这种频繁读写的计数量。

缓存

将热点数据放到内存中，设置内存的最大使用量以及淘汰策略来保证缓存的命中率。

查找表

例如 DNS 记录就很适合使用 Redis 进行存储。

查找表和缓存类似，也是利用了 Redis 快速的查找特性。但是查找表的内容不能失效，而缓存的内容可以失效。

消息队列

List 是一个双向链表，可以通过 lpop 和 lpush 写入和读取消息。

不过最好使用 Kafka、RabbitMQ 等消息中间件。

会话缓存

在分布式场景下具有多个应用服务器，可以使用 Redis 来统一存储这些应用服务器的会话信息，使得某个应用服务器宕机时不会丢失会话信息，从而保证高可用。

分布式锁实现

在分布式场景下，无法使用单机环境下的锁实现。当多个节点上的进程都需要获取同一个锁时，就需要使用分布式锁来进行同步。

除了可以使用 Redis 自带的 SETNX 命令实现分布式锁之外，还可以使用官方提供的 RedLock 分布式锁实现。

其它

Set 可以实现交集、并集等操作，例如共同好友功能。

ZSet 可以实现有序性操作，例如排行榜功能。

三 Redis 与 Memcached

数据类型

Memcached 仅支持字符串类型，而 Redis 支持五种不同种类的数据类型，使得它可以更灵活地解决问题。

数据持久化

Redis 支持两种持久化策略：RDB 快照和 AOF 日志，而 Memcached 不支持持久化。

分布式

Memcached 不支持分布式，只能通过在客户端使用一致性哈希这样的分布式算法来实现分布式存储，这种方式在存储和查询时都需要先在客户端计算一次数据所在的节点。

Redis Cluster 实现了分布式的支持。

内存管理机制

在 Redis 中，并不是所有数据都一直存储在内存中，可以将一些很久没用的 value 交换到磁盘。而 Memcached 的数据则会一直在内存中。

Memcached 将内存分割成特定长度的块来存储数据，以完全解决内存碎片的问题，但是这种方式会使得内存的利用率不高，例如块的大小为 128 bytes，只存储 100 bytes 的数据，那么剩下的 28 bytes 就浪费掉了。